Czy guma może być bardziej "zielona"?

Od dawna przedmiotem zainteresowania środowiska naukowego jest zagospodarowanie odpadów, w przypadku gumy, jako wypełniaczy (raczej do niskocennych wyrobów technicznych). Mówimy tutaj chociażby o odpadach rolniczych czy materiałach lignocelulozowych.

Ważną rolę w mieszankach kauczukowych pełnią oleje procesowe i plastyfikatory, które ułatwiają wprowadzanie napełniaczy do matrycy elastomerowej oraz regulują właściwości fizykomechaniczne wulkanizatów. Mowa tu o olejach mineralnych na bazie ropy naftowej, plastyfikatorach syntetycznych lub olejach roślinnych i innych produktach naturalnych. Na skutek zmian w prawodawstwie europejskim nie można stosować olejów procesowych, w których zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) przekracza 3%. Zastąpiły je oleje MES (ang. mild extraction solvate) i TAED (ang. treated distillate aromatic extract) oraz oleje naftenowe.

Wprowadzenie tych zmian było niezwykle kosztowne zwłaszcza dla branży oponiarskiej. Wiele firm poddało się ekologicznym trendom i poszukuje surowców ze źródeł odnawialnych i zrównoważonych. Przebadano szeroką gamę olejów roślinnych pod kątem ich zastosowania w wyrobach gumowych, ale konieczne są dalsze prace w odniesieniu do wyrobów wysokojakościowych.

Ze względu na wprowadzone w Europie ograniczenia i obostrzenia dotyczące ftalanów oraz ich negatywny wpływ na zdrowie, opracowano plastyfikatory na bazie estrów alkilosulfonowych. Proponuje się też ich zamienniki pochodzenia biologicznego w postaci olejów z nasion bawełny czy słonecznika, czy też pochodnych oleju sojowego, bądź palmowego. Na rynku oferowane są plastyfikatory uzyskiwane metodą biorafinacji (Matrilox), będące mieszaniną trójglicerydów i polioli, które stanowią nietoksyczną i zrównoważoną alternatywę dla tradycyjnych plastyfikatorów.

Jak widać, przemysł gumowy nie pozostaje bierny w kwestiach dotyczących ekologii i zrównoważonego rozwoju przemysłu. Nieustannie poszukuje nowych rozwiązań, choć niektóre aspekty związane z technologią gumy wskazują, że daleko jeszcze tej klasie materiałów do osiągnięcia modelu gospodarki o obiegu zamkniętym. Produkty z surowców pochodzących ze źródeł odnawialnych nie są niestety biodegradowalne, o czym należy pamiętać. Czy możemy regulować czas korzystania wyrobów gumowych? Przyspieszyć rozkład tego typu odpadów? Przecież z założenia chcemy, aby wyroby gumowe były jak najbardziej wytrzymałe.

W celu lepszego gospodarowania odpadami wymagane jest nowatorskie podejście do zwiększenia podatności kauczuków na degradację. Jedną z proponowanych metod jest zwiększenie podatności gumy na termooksydację poprzez modyfikację mieszanek stearynianami kobaltu bądź żelaza, co ma ułatwić późniejszą degradację biotyczną. Czy to właściwy kierunek? Czy nie wytworzymy w ten sposób jedynie więcej mikrozanieczyszczeń? Czas pokaże.

Z badań konsumenckich wynika, że większość respondentów pozytywnie ocenia bioprodukty i wyraziła zainteresowanie ograniczeniem stosowania produktów konwencjonalnych na rzecz ich zrównoważonych alternatyw. Wyniki ujawniły również, że konsumenci są skłonni wydawać więcej na „zielone”, zrównoważone produkty, ponieważ są świadomi problemów środowiskowych związanych z odpadami stałymi. Dlatego też zdarza im się wpaść w pułapkę greenwashingu.

Koncepcja "przyjaznych środowisku", "zrównoważonych" wyrobów gumowych jest złożonym zagadnieniem i może być traktowana jako utopia. Musimy jednak odpowiedzieć sobie na pytanie, czy idea zrównoważonego rozwoju jest jedynie polityczną mrzonką, czy też znaleźliśmy się jako społeczeństwo w sytuacji, w której zmuszeni jesteśmy podejmować działania zapewniające dobrobyt przyszłym pokoleniom. W mojej opinii odpowiedź jest tylko jedna…

Karol Niciński

Źródła
What are the advantages and disadvantages of TPE / TPR?, http://www.monheit.com.cn/news/120715.html, 17.09.2021 [dostęp: 11.04.2023]
https://www.acs.org/greenchemistry/principles.html [dostęp: 11.04.2023]
Sarkar P., Bhowmick A.K., Sustainable rubbers and rubber additives, J. Appl. Polym. Sci., 2018, 135, 45701. doi: 10.1002/app.45701
Why is sustanability required in the rubber industry?, https://preferredbynature.org/newsroom/why-sustainability-required-rubber-industry, 02.09.2022 [dostęp: 19.04.2023]
Monthly NR Statistical Report, March 2023, Association of Natural Rubber Producing Countries (ANRPC), http://www.anrpc.org/, [dostęp: 20.04.2023]
Niciński K., Przemysł gumowy a środowisko, „Plast Echo” 10-2021/17, s. 50–53
https://www.etrma.org/wp-content/uploads/2019/09/20181214-etrma-crm.pdf, [dostęp: 20.04.2023]
Bridgestone Aims to Commercialize Natural Rubber from Desert Shrubs by 2030, Bridgestone Americas, Inc., https://www.prnewswire.com/news-releases/bridgestone-aims-to-commercialize-natural-rubber-from-desert-shrubs-by-2030-301613579.html, 22.08.2022 [dostęp: 20.04.2023]
Spanos P., Burkhart B., van der Aar N., Grima M.A., Sustainable Keltan EPDM, “Rubber World” 2023, 268(1), 46
van Doremaele G., van Duin M., Valla M., Berthoud A., On the Development of Titanium K1-Amidinate Complexes, Commercialized as Keltan ACE Technology, Enabling the Production of an Unprec-edented Large Variety of EPDM Polymer Structures, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 2017, 55: 2877-2891. https://doi.org/10.1002/pola.28634
New, eco-friendly firestone guayule tire racing at Nashville, https://www.indycar.com/news/2022/08/08-03-guayule-tire, [dostęp: 20.04.2023]
Pyskło L., Parasiewicz W., Pawłowski P., Niciński K., Tlenek cynku w mieszankach kauczukowych, IPG „Stomil”, Piastów 2007, monografia
Safer reduction of zinc oxide amount in the rubber vulcanisation process, https://eitrawmaterials.eu/safer-reduction-of-zinc-oxide-amount-in-rubber-vulcanisation-process/, 08.07.2021 [dostęp: 21.04.2023]
Pellizzari B., Dohan J.M., Bacchelli F., Sustainability in the rubber industry through bio-refinery plasticizers, „Elastomery” 21 (3), 2017, s. 159–166
Azhar N.N.H., Cheng A., Lee S.Y., i in., Development of natural rubber with enhanced oxidative degradability, Polym. Bull., 80, 2023, 3927–3948 (2023), https://doi.org/10.1007/s00289-022-04240-z
Azhar N.N.H., Teck-Chye Ang D., Abdullah R., Harikrishna J.A., Cheng A., Bio-Based Materials Riding the Wave of Sustainability: Common Misconceptions, Opportunities, Challenges and the Way Forward, Sustainability, 14 (9), 2022, 5032, https://doi.org/10.3390/su14095032